B23P9/00—Treating or finishing surfaces mechanically, with or without calibrating, primarily to resist wear or impact, e.g. smoothing or roughening turbine blades or bearings; Features of such surfaces not otherwise provided for, their treatment being unspecified

B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING

B24—GRINDING; POLISHING

B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS

B24B33/00—Honing machines or devices; Accessories therefor

B24B33/02—Honing machines or devices; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution, e.g. of cylindrical or conical shapes

C—CHEMISTRY; METALLURGY

C21—METALLURGY OF IRON

C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE BY DECARBURISATION, TEMPERING OR OTHER TREATMENTS

C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE BY DECARBURISATION, TEMPERING OR OTHER TREATMENTS

C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation

C—CHEMISTRY; METALLURGY

C21—METALLURGY OF IRON

C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE BY DECARBURISATION, TEMPERING OR OTHER TREATMENTS

C21D2221/00—Treating localised areas of an article

C—CHEMISTRY; METALLURGY

C21—METALLURGY OF IRON

C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE BY DECARBURISATION, TEMPERING OR OTHER TREATMENTS

C21D2261/00—Machining or cutting being involved

Description

Translated from German

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feinbearbeitung von Werkstück-Oberflächen, die im Einsatz des Werkstückes mit Schmiermittel zu versorgen sind, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to a method for the fine machining of workpiece surfaces, which are to be supplied in use of the workpiece with lubricant, according to the preamble of claim 1.

Das Verfahren nach dem Patentanspruch 1 ist insbesondere da für geeignet, die Werkstück-Oberfläche erfindungsgemäß in zwei oder mehr Bereichen mit unterschiedlicher Struktur der Vertiefungen fertigzubearbeiten. The method according to claim 1 is particularly suitable since for, fertigzubearbeiten the workpiece surface according to the invention in two or more regions of different pattern of depressions.Dieses Verfahren ist von besonderer Bedeutung für Kolbenlaufbahnen in Verbrennungs motoren. This process is particularly important for piston engines of careers in combustion.Die Kolbenlaufbahnen sind über ihre Länge partiell unterschiedlichem Verschleiß ausgesetzt, wobei insbesondere der Verschleiß im oberen Totpunkt intensiver ist als in den übrigen Bereichen. The piston raceways are subjected to different wear partially over its length, whereby in particular the wear of the top dead center is more intense than in the other areas.Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Werkstück-Oberfläche gezielt entsprechend der zu erwar tenden Beanspruchung des Werkstückes so gestaltet werden, daß in allen Teilbereichen eine gleichmäßige, flächenüber deckende und ausreichende Schmierölversorgung gewährleistet ist. With the inventive method, the workpiece surface can be specifically designed according to the to be expected Tenden stress on the workpiece so that in all areas a uniform surface covering and sufficient supply of lubricating oil is ensured.Beispielsweise kann bei der Bearbeitung von Kolben laufbahnen der dem Motorkopf zugewandte, besonders ver schleißintensive Bereich mit einem dichteren Netz von linienförmigen Vertiefungen versehen werden als der an schließende Bereich. For example, the side facing the engine head in the processing of piston raceways, particularly ver schleißintensive area are provided with a denser network of line-shaped depressions than that on closing area.Dabei kann der Überschneidungswinkel der Vertiefungen im verschleißintensiven Bereich kleiner sein als im übrigen Bereich. Here, the intersection angle of the recesses in the wear-intensive area may be smaller than in the remaining region.Auch können die Riefen und/oder die Rillen in dem verschleißintensiven Bereich eine größere Tiefe haben als in den übrigen Bereichen der Werkstückober fläche. Also, the grooves and / or the grooves may be in the wear-intensive area have a greater depth than in the remaining regions of the workpiece upper surface.

Die Nachbehandlung durch Strahlen hat den besonderen Vor teil, daß die auf Endmaß vorbearbeitete Oberfläche nicht - wie beispielsweise beim Plateauhonen - mit Anpreßdruck beaufschlagt wird. The after-treatment by radiation has the part that the pre-machined to the final dimensions surface is not special pre - contact pressure is applied - such as during plateau honing.Etwaige Abweichungen des Bohrungs querschnittes von der idealen Kreisform, die oft unver meidlich, wenn auch sehr geringfügig sind, können sich daher nicht dahin auswirken, daß der Traganteil der Oberfläche über die Länge der Bohrung schwankt. Any deviations of the hole cross section of the ideal circular shape, the non in averting when are often very small, can not have the effect that the support portion of the surface varies over the length of the bore, therefore.

Erfindungsgemäß können die linienförmigen Vertiefungen min destens in Teilbereichen der Werkstück-Oberfläche durch reihenweise Punktierungen gebildet sein, wofür sich die er findungsgemäße Strahlbehandlung als besonders zweckmäßig erwiesen hat. According to the invention, the linear depressions min least may be formed by rows of punctures in partial regions of the workpiece surface, for which it has been found according to the invention blast treatment to be particularly useful.Unter dem Begriff "Punktierungen" sind außer punkt- und kreisförmigen Einsenkungen auch kleinflächige Vertiefungen beliebiger Form zu verstehen. The term "punctures" are to be understood except on points and circular depressions and small-area depressions of any shape.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unter ansprüchen. Further features of the invention result from the subclaims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei spielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert. The invention will be with reference to exemplary embodiments play explained in more detail in connection with the drawings.Es zeigen Show it

Fig. 1 zeigt schematisch ein Werkstück 1 mit einer Bohrung 2 im Axialschnitt.Fig. 1 shows schematically a workpiece 1 with a bore 2 in axial section.In der Bohrung befindet sich eine Vor richtung 3 zum Hochdruckstrahlen, die aus einer Einspann stange 4 und einem Strahlkopf 5 besteht. In the bore is an on device 3 to the high pressure beams of a rod chucking 4 and consists of a jet head. 5Die Einspannstange 4 ist von einer Bohrung 7 durchsetzt, die zum Zuführen der Druckflüssigkeit dient und in dem Strahlkopf 5 in radiale Düsen 8 mündet, aus denen die Flüssigkeitsstrahlen austre ten, die gegen die Bohrungswandung 6 gerichtet sind. The Einspannstange 4 is penetrated by a bore 7, which is for supplying the pressure fluid and opens into the jet head 5 in the radial nozzles 8 from which the liquid jets austre th, which are directed against the bore wall. 6Die Hochdruckstrahl-Vorrichtung 3 wird in Richtung des Doppel pfeiles mit axialen Hubbewegungen und außerdem rotierend um ihre Längsachse angetrieben, die mit der Bohrungsachse zu sammenfällt. The high-pressure jet device 3 is in the direction of the double arrow with axial stroke movements, and also driven to rotate about its longitudinal axis to sammenfällt with the bore axis.Infolge der kombinierten Hub- und Drehbewegung der Vorrichtung erzeugen die Flüssigkeitsstrahlen in der Bohrungswandung 6 , also in der zu bearbeitenden Werkstück- Oberfläche, wendelförmig verlaufende und einander über schneidende Vertiefungen, ähnlich wie ein mit Honsteinen be setztes Honwerkzeug. As a result of the combined lifting and rotating movement of the device the liquid jets create in the bore wall 6, ie in the workpiece surface to be machined, helically extending and overlapping recesses, similar to a be translated with honing stones honing tool.Für die bevorzugt anzuwendende Behand lung mittels Laserstrahlen wird ein Laser verwendet, insbe sondere ein YAG-Laser. For the preferred applicable treatmen lung means of laser beams, a laser is used, in particular sondere a YAG laser.Der Laser besteht aus einer Laserein heit, die den Laserstrahl erzeugt, und einem Strahlkopf für die Ausrichtung des Laserstrahles. The laser consists of a Laserein unit that generates the laser beam, and a beam head for the alignment of the laser beam.Die Lasereinheit kann fest über der Maschinenspindel angeordnet sein. The laser unit may be fixedly mounted on the machine spindle.Die Maschi nenspindel ist eine Hohlspindel, so daß der Laserstrahl durch die Spindel hindurch auf die Optik im Strahlkopf wirkt, der mit der Spindel fest verbunden ist und in der Bohrung eine definierte Dreh- und Hubbewegung ausführt. The Maschi nenspindel is a hollow spindle, so that the laser beam acts through the spindle to the optics in the jet head, which is firmly connected with the spindle and running in the bore, a defined rotational and lifting movement.Der Strahlkopf kann aber auch eine drehbare Optik enthalten, so daß er nur axial in die Bohrung eingefahren werden muß, wo bei die Drehbewegung der Optik gesteuert wird. However, the ejection head may also include a rotatable optics, so that it only has to be axially inserted into the bore, where it is controlled in the rotational movement of the optic.Die Axial bewegung kann in mehreren Hüben ausgeführt werden. The axial movement can be performed in several strokes.Für die spezielle Bearbeitung, bei der in Achsrichtung aufeinander folgende Bereiche unterschiedlich behandelt werden sollen, wird die Hochdruckstrahl-Vorrichtung oder der Strahlkopf des Lasers absatzweise auf verschiedene Höhen eingefahren und jeweils erst dann in Drehung versetzt bzw. bei drehbarer Optik des Lasers in diese Drehbewegung gesteuert. For the specific processing in which successive in the axial direction following areas are to be treated differently, the high-pressure jet device is or the radiation head of the laser batchwise retracted at different heights and in each case only then rotated and controlled at a rotatable optics of the laser in this rotational movement ,Es können eine Einzeloptik oder auch Mehrfachoptiken im Strahlkopf vorgesehen sein. It can be provided in the beam head a single optic or multiple optical systems.

Die Strahlbehandlung wird zweckmäßig ausgeführt, nachdem das Werkstück auf das genaue Endmaß der Bohrung bearbeitet ist. The blast treatment is suitably carried out after the work piece is machined to the exact final dimensions of the bore.Die zu behandelnde Oberfläche kann hierfür nach der Grob bearbeitung durch Rollieren oder Kalibrieren auf das Endmaß bearbeitet werden. The surface to be treated can be machined to the final dimension after rough machining by rolling or calibration purpose.Es kann auch das konventionelle Honen in einer oder zwei Honoperationen oder auch das Reibhonen an gewendet werden, wobei die Oberfläche eine sehr geringe Rauhtiefe erhalten soll, die beispielsweise 2 bis 5 Rz be tragen kann. It may also be the conventional honing in one or two honing operations or even the Reibhonen to be turned, wherein the surface is to receive a very small roughness, which may have, for example, 2 to 5 be Rz.Für die Vorbearbeitung kann auch eine Kombi nation dieser Verfahren angewendet werden. For pre-processing a combi nation of these methods can be applied.

In der nächsten Verfahrensstufe werden in die Oberfläche 6 Rillen 11 eingebracht, die eine wesentlich geringere Tiefe haben als die Riefen 9 . In the next process step in the surface 6 of grooves 11 are incorporated, have a significantly smaller depth than the grooves. 9Für diesen Verfahrensgang kann die selbe Strahlvorrichtung verwendet werden, die dann hin sichtlich der Bündelung der Strahlen steuerbar sein muß. For this method the same passageway beam device may be used, which then has to be controlled out clearly the bundling of the beams.Es kann aber auch eine zweite Strahlvorrichtung eingesetzt wer den, wofür eine zweite Bearbeitungsstation an der Maschine vorgesehen sein kann, oder die Vorrichtung in derselben Station gewechselt wird. However, it may also have a second beam device used the who, what, a second processing station may be provided on the machine, or the device is changed in the same station.Auch ist es möglich, in der einen Verfahrensstufe mit Hochdruckstrahlen zu arbeiten und in der anderen Verfahrensstufe mit Laserstrahlen. It is also possible to work in one process step with high pressure jets and in the other process stage with laser beams.

Die Kolbenlaufbahn 6 kann auch in nur zwei oder in mehr als drei, beispielsweise in bis zu sechs Bereiche unterschied licher Oberflächenstruktur unterteilt werden. The piston path 6 can also in only two or more than three, for example, up to six areas Licher surface structure difference are divided.Insbesondere bei Anwendung der Strahlbehandlung ist eine exakte Abgren zung der einzelnen Bereiche gegeneinander möglich. In particular, in application of the treatment beam is an exact delimitation of the individual areas against each other possible.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Strahlbehandlung in mindestens einer Verfahrensstufe ein Laser verwendet wird. 4. The method of claim 2 or 3, characterized in that a laser is used for the blast treatment in at least one process step.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Strahlbehandlung in mindestens einer Verfahrensstufe eine Flüssigkeits- Strahlvorrichtung eingesetzt wird. 5. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that a liquid jet device is used for the blast treatment in at least one process step.

Crankcase for operating heat engine of vehicle, has curvilinear striations whose inclination angle with surfaces of cylindrical wall continuously increases from bottom dead point zone of piston to top dead point zone of piston

Surface design for assigned area of machine part for internal combustion engine has striation, for intake of lubricant, whose grooves are aligned under predetermined angle diagonal to longitudinal direction of occurred friction torque

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Machine tool for processing crank webs radius transition on rod- and main bearings of crankshafts for internal combustion engine, has a processing device, which is led by two orthogonal computer numerical control machine axes

Device for roll burnishing a workpiece-bore, comprises a non-cylindrical mantle area, a protective sleeve for mounting the workpiece, and a rotatable rolling tool having a roller element, which is movable in radial direction